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문제 정의
- 사실감이 있는 인간의 3D 얼굴 모델의 자동생성과 3D 애니메이션 분야는 매우 도전적인 과제이며 컴퓨터 비전과 컴퓨터 그래픽스에서 끊임없이 연구되어 왔다[1][2][3][4][5][6]. 본 연구는 일반인 들이 쉽게 얻을 수 있는 2D 정면사진으로 부터 3D 모델을 생성할 수 있도록 하는 알고리즘에 관한 것이다. 사람 얼굴의 정면사진의 실루엣으로 부터 얼굴의 외곽을 검출하여 3D 모델 외형을 생성하며 영상의 계조 값과 얼굴의 위치, 눈 및 코의 위치를 영상처리를 통하여 검출한 후에 3D 모델을 완성하는 것이다.
- 그러나 3D 프린터의 보급과 함께 3D 모델에 대한 수요가 증대 될 것으로 예상되며 한정된 전문가에 의한 모델의 생성은 수요에 대처하기에는 한계가 예상된다. 이에 본 연구에서는 일반인들도 언제든지 쉽게 3D 모델을 생성하여 3D 프린터를 유용하게 활용할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
가설 설정
- 이미지 영역 버텍스 분배는 전경 이미지 영역에 일정한 간격으로 가상의 수평 라인을 설정하고 활당된 수평라인마다 일정한 개수의 버텍스 포인트를 설정한다. 버텍스 포인트의 개수에 의해 3D 모델의 해상도가 결정된다. 각각의 수평라인 3차원 버텍스 위치 계산은 다음과 같이 계산한다.
- 필요한 얼굴부분만을 검출하기 위하여 영상의 전경과 배경을 분리하는 작업이 필요하다. 본 연구에서는 증명사진과 같이 이미지의 배경부분이 단순한 이미지를 사용한다는 가정으로 에지검출을 하여 전경과 배경을 분리하였다. 이미지에 가상의 수평라인을 가정하면 즉, 한 쪽 가장자리에서 시작한 라인이 다른 가장자리까지 이어지는 라인에서 에지가 처음 검출된 위치와 마지막에 검출된 위치 사이를 전경 부분으로 간주될 수 있다.
- 본 연구는 일반인 들이 쉽게 얻을 수 있는 2D 정면사진으로 부터 3D 모델을 생성할 수 있도록 하는 알고리즘에 관한 것이다. 사람 얼굴의 정면사진의 실루엣으로 부터 얼굴의 외곽을 검출하여 3D 모델 외형을 생성하며 영상의 계조 값과 얼굴의 위치, 눈 및 코의 위치를 영상처리를 통하여 검출한 후에 3D 모델을 완성하는 것이다.
- 그림 11는 표 2를 그래프로 표시한 것으로 수평축 버텍스 수를 고정(90개)하고 이미지 크기를 1/4씩 증가하면서 각 모듈별 소요시간을 체크한 것이다. 이미지 크기에 따라 눈 및 코 영역의 영상처리시간에 영향을 주지만 모델생성시간은 변화되지 않는다.
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